Файл: Отчет по лабораторной работе 6 исследование динамики поступательновращательного движения твердого тела.docx
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 210
Скачиваний: 5
твердого тела относительно оси вращения равен сумме произведений элементарных масс твердого тела на квадрат их расстояний от оси:Накрутив нити подвеса на стержень, поднимем маятник на высоту : он будет иметь потенциальную энергию . После, отключив электромагнит, отпустим маятник: за счет поступательно-вращательного движения запасенная потенциальная энергия будет переходить в кинетическую энергию поступательного движения и энергию вращательного движения .Колебательное движение маятника является затухающим из-за уменьшения пройденного маятником расстояния за цикл вследствие трения нитей о стержень и сопротивления воздуха. Так как потери энергии на трение и сопротивление пренебрежимо малы по сравнению с изменением механической энергии, можно записать закон сохранения энергии как:где – скорость маятника в момент пересечения оптической оси фотодатчика, – его угловая скорость вращения в тот же момент времени, радиус стержня, на который намотана нить бифилярного подвеса маятника, – момент инерции маятника. Выразив момент инерции , получим:Поскольку поступательное движение маятника равноускоренное, то принулевой начальной скорости, где учтено, что
, 
– ускорение, с которым опускается маятник, 
, где 
– время, за которое маятник опустился с высоты 
до нижнего положения, тогда:
В момент рывка нити маятник выделяет теплоту 
, если в законе сохранения энергия учитывать и ее, то закон будет представлен как:
где высоты 
и 
отсчитываются в системе координат, ось высот которой направлена вверх, а начало находится в точке рывка нити. Таким образом, количество теплоты, выделяющееся маятником при рывке, можно определить как: 
, где 
– изменение высоты при первом подъеме маятника.
Значение момента инерции маятника Максвелла можно вычислить и теоретически. Согласно свойству аддитивности момент инерции маятника равен сумме моментов инерции стержня и диска:
где 
– масса стержня; 
– масса диска, укрепленного на стержне; 
– масса кольца; 
– радиус стержня, 
– внешний радиус диска; 
– внешний радиус кольца.
П
РОТОКОЛ НАБЛЮДЕНИЙ
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №__6__
ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПОСТУПАТЕЛЬНО-ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ТВЕРДОГО ТЕЛА
Таблица 1. Результаты наблюдений.
| Номер наблюдения | Измеряемая величина | |||||
 |  |  |  |  |  | |
 | | | | | | |
 | | | | | | |
 | | | | | | |
 | | | | | | |
 |  |  |  |  |  |  |  |  |
| | | | | | | | | |
Выполнил Факультет Группа “____” __________ _____Преподаватель _________________